2023 钢制管道和设备防止焊缝硫化物应力开裂的硬度控制技术规范

GB/T27866—2023

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

基本规定

4…………………2

焊缝硬度控制

5……………2

一般规定

5.1……………2

母材化学成分控制

5.2…………………3

焊接材料选择

5.3………………………3

焊接工艺参数控制

5.4…………………3

焊后热处理

5.5…………………………3

特殊情况下焊缝硬度控制

5.6…………3

焊缝硬度的检测和结果评定

6……………4

硬度检测方法

6.1………………………4

现场硬度检测和结果评定

6.2…………4

实验室硬度检测和结果评定

6.3………………………4

焊缝修复及硬度检测评定

7………………7

附录规范性控制焊缝硬度防止硫化物应力开裂的工作内容及流程图

A()…………8

参考文献

………………………9

Ⅰ

GB/T27866—2023

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件代替控制钢制管道和设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规

GB/T27866—2011《

范与相比除结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

》,GB/T27866—2011,,:

更改了适用范围本文件适用于规定最小抗拉强度不大于的碳钢低合金钢管道和

a),490MPa、

设备制造焊缝施工焊缝见第章年版的第章

、(1,20111、4.5);

增加了无法进行硬度检测的评定要求见

b)(4.3);

更改了母材焊接材料焊接工艺参数控制及焊后热处理技术要求删除了焊接材料标准见第

c)、、,(

章年版的和

5,20115.3、5.45.5);

更改了里氏硬度和布氏硬度检测要求见年版的

d)(6.2.2、6.2.8,20116.2.1);

更改了图见年版的

e)1(6.3.3,20116.3.2);

更改了焊缝修复及硬度检测评定见第章年版的

f)(7,20116.2.6,6.2.7);

增加了控制焊缝硬度防止硫化物应力开裂的工作内容及流程图见附录

g)(A)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国石油天然气标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC355)。

本文件起草单位中国石油工程建设有限公司西南分公司中国石油天然气股份有限公司西南油气

:、

田分公司中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司四川石油天然气建设工程有限责任公司

、、。

本文件主要起草人姜放胡益武陈勇彬吴立斌李天雷冯琦宁永乔邹应勇施岱艳曹晓燕

:、、、、、、、、、、

姜流王雅熙李阳孔祥焕张圆张金钟崔磊张仁勇鲜宁姚志光

、、、、、、、、、。

本文件于年首次发布本次为第一次修订

2011,。

Ⅲ

GB/T27866—2023

钢制管道和设备防止焊缝硫化物

应力开裂的硬度控制技术规范

1范围

本文件描述了用于接触酸性环境的管道和设备焊缝防止硫化物应力开裂的硬度控制方

(SSC)

法并规定了硬度控制的要求

,。

本文件适用于规定最小抗拉强度不大于的碳钢低合金钢管道和设备制造焊缝施工

490MPa、、

焊缝

。

本文件不包括防止硫化氢环境引起的应力导向氢致开裂和软区开裂其他类型的环

(SOHIC)(SZC)

境开裂

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

压力容器第部分通用要求

GB/T150.11:

焊接接头硬度试验方法

GB/T2654

熔敷金属中扩散氢测定方法

GB/T3965

金属材料维氏硬度试验第部分试验方法

GB/T4340.11:

输气管道工程设计规范

GB50251

天然气地面设施抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂金属材料技术规范

SY/T0599

含硫化氢油气田金属材料现场硬度检测技术规范

SY/T7024

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

焊缝weld

焊缝金属熔合线和热影响区三部分的总称

、。

32

.

酸性环境sourservice

含有硫化氢并能够引起金属材料发生硫化物应力开裂应力腐蚀开裂氢致开裂等开裂形式的油气

、、

田环境

。

来源

[:SY/T0599—2018,2.1.4]

33

.

硫化物应力开裂sulfidestresscrackingSSC

;

在有水和硫化氢存在的情况下与腐蚀和拉应力残留的和或施加的有关的一种金属开裂

,[()]。

来源有修改

[:GB/T20972.1—2007,3.23,]

1

GB/T27866—2023

4基本规定

41防止油气酸性环境中硫化物应力开裂的措施应包括采用符合母材控制焊缝硬度以

.,SY/T0599、

及残余应力

。

42焊接方法宜采用焊条电弧焊熔化极气体保护电弧焊药芯焊丝气体保护电弧

.(SMAW)、(GMAW)、

焊钨极惰性气体保护电弧焊等离子弧焊和埋弧焊

(FCAW-G)、(GTAW)、(PAW)(SAW)。

43现场无法进行硬度检测时采用下列方法之一进行现场焊缝硬度评定

.,。

采用模拟焊缝的硬度进行评定模拟焊缝应使用与现场焊接相同的焊接工艺及工艺条件

a),。

采用焊接工艺评定的硬度进行评定对焊接工艺及工艺条件进行评审通过评审同时满足下列

b),,

要求

:

管道和设备所用母材金属的标准钢级生产方法制造商应与焊接工艺评定所用母材金

1)、、、

属相同

;

管道和设备所用母材金属的最大碳当量不应超过焊接工艺评定所用母材金属的

2)(CEV)

相应值的化学成分应采用熔炼分析结果

0.03%,;

管道和设备所用母材金属的微合金元素中的和等微合金元素最大量不应超

3)Nb、V、TiB

过焊接工艺评定所用母材金属的相应值

;

管道和设备所用焊接材料的标准类型牌号制造商规格尺寸都应与焊接工艺评定所用

4)、、、、

的相同

;

管道和设备焊接需要预热的方法和温度都应与焊接工艺评定相同

5);

管道和设备焊接的接头形式坡口形式焊接层数道数和焊接顺序等均应与焊接工艺评

6)、、、

定的相同

;

管道和设备焊接采用的焊接方法层间温度焊后热处理以及不同焊道所用的焊材规格

7)、、,、

电流范围电压范围焊接速度等焊接工艺参数均应与焊接工艺评定相同

、、。

44控制焊缝硬度防止硫化物应力开裂的工作内容及流程应按照附录执行

.A。

5焊缝硬度控制

51一般规定

.

511应根据以下影响碳钢低合金钢管道和设备焊缝在酸性环境中发生硫化物应力开裂的主要因

..、

素合理选择母材焊接材料并采用适当的焊接工艺和或焊后热处理防止硫化物应力开裂

,、,(),:

环境腐蚀性的苛刻程度

———;

焊缝的显微组织和硬度

———;

母材金属和焊缝熔敷金属的化学成分

———;

总拉伸应力值外加应力和残余应力

———()。

512焊缝硬度控制区域应包括焊缝金属热影响区个组成部分应通过选择焊接材料控制焊接

..、2。、

工艺参数控制焊缝金属硬度应通过控制母材化学成分控制焊接工艺参数或焊后热处理控制热影响

;、,

区的硬度

。

513下列焊缝应进行焊后热处理

..:

中规定的三级四级地区的碳钢低合金钢集输管道以及场站管道和设备焊缝

a)GB50251、、;

中规定的一级二级地区且母材标准规定最小屈服强度大于或等于

b)GB50251、,(SMYS)

的碳钢低合金钢集输管道以及场站管道和设备焊缝

290MPa、;

采用热轧态金属材料的碳钢低合金钢集输管道焊缝

c)、;

2

GB/T27866—2023

厂站内的碳钢低合金钢管道焊缝

d)、、。

52母材化学成分控制

.

521母材金属的化学成分控制应包括控制碳当量总合金元素含量

..(CEV)、。

522在碳当量相同情况下宜降低母材金属的含量

..,C。

523含量大于时碳当量不应超过碳当量按照公式计算

..C0.18%,0.43%,(1):

WW+W+WW+W

CE=W+Mn+CrMoV+CuNi

IIWC……(1)

6515

式中

:

CE碳当量

IIW———,%;

W碳元素的质量分数

C———,%;

W锰元素的质量分数

Mn———,%;

W铬元素的质量分数

Cr———,%;

W钼元素的质量分数

Mo———,%;

W钒元素的质量分数

V———,%;

W铜元素的质量分数

Cu———,%;

W镍元素的质量分数

Ni———,%。

524管道和设备所用母材金属的最大碳当量不应超过焊接工艺评定所用母材金属的相应值

..(CEV)

的化学成分应采用熔炼分析结果

0.03%,。

525在焊接工艺评定中母材中和含量之和超过质量分数或残余元素总含量大于

..,NbV0.03%(),

质量分数时热处理后应对冲击韧性进行确认

0.5%(),。

53焊接材料选择

.

531焊接材料选择宜采用等强匹配原则宜选用低氢型焊接材料低氢焊条药芯焊丝熔敷金属扩散

..,,、

氢含量不超过扩散氢含量应按照进行检测

5mL/100g,GB/T3965。

532焊条和埋弧焊应选用碱性焊条及碱性焊剂

..。

533药芯焊丝应选用碱性渣系

..。

534焊条和焊丝含镍量不应高于

..1%。

535埋弧焊的含锰焊丝不宜采用活性焊剂

..。

536制造过程中变更了焊接材料的牌号型号或者生产厂商时应重新进行焊接工艺评定

..、。

54焊接工艺参数控制

.

541预热温度和技术要求应符合焊接工艺规程的规定

..。

542控制焊接热输入时应降低焊接热循环中的最高加热温度并应减少高温停留时间

..,,。

543冷却时应延长到的冷却时间t以降低焊缝的冷却速度

..800℃500℃(8/5),。

55焊后热处理

.

551焊后热处理应依据焊接工艺评定结果进行

..。

552消除焊接残余应力热处理的温度宜不小于降低硬度的焊后热处理温度不应小于

..,595℃。

热处理温度应根据焊接工艺规程确定焊后热处理保温时间不应少于

620℃,,1h。

553焊后热处理后焊接接头不应再进行矫直焊接等产生高残余应力的加工否则应再次热处理

..,、,。

56特殊情况下焊缝硬度控制

.

561大部件上的小焊道焊缝热影响区的高硬度宜按控制

..5.4。

3

GB/T27866—2023

562对难以采用焊后热处理方法减小焊缝热影响区硬度的阀门泵压缩机壳体焊缝热影响区应按

..、、,

和或其他评定合格的方法降低硬度

5.25.4。

6焊缝硬度的检测和结果评定

61硬度检测方法

.

611现场焊缝硬度的检测宜采用便携式布氏硬度里氏硬度等试验方法采用间接硬度检测技术

..、;

时应加工模拟试块并应对检测体系进行对比修正

,,。

612焊接工艺评定中的实验室内硬度检测应采用维氏硬度试验方法

..,。

62现场硬度检测和结果评定

.

621硬度检测的部位应包括焊缝金属和热影响区每个部位应至少检测次每次检测不应少于个

..,1,3

硬度检测压痕硬度值应为个检测数据的平均值

,3。

622管道对接环焊缝的表面硬度检测宜符合中焊缝检测规定检测前应制定表面硬度检

..SY/T7024,

测规程

。

623设备制造焊缝硬度最低检测次数应满足下列要求

..:

容器或储罐的纵向焊缝每检测次每节筒体上的每条纵向焊缝至少检测次

a),3m1,1;

容器或储罐的环向焊缝每检测次每条环向焊缝至少检测次

b),3m1,1;

开口接管上的所有焊缝每条检测次

c),1;

除已要求检测硬度的焊缝外属规定的类和类焊缝每条焊缝至少

d)a)、b)、c),GB/T150.1AB,

检测次

1;

管道和配管对接焊缝每条对接焊缝至少检测次

e),1。

624应检测与酸性环境相接触侧的设备和管道焊缝硬度因条件限制不能检测与酸性环境相接触侧

..,

的设备焊缝硬度时可采用同一焊缝另一侧的硬度代替

,。

625按下列规定对铸件补焊焊缝进行硬度检测

..:

铸件修补焊的焊接工艺评定应进行硬度检测

a);

宜在修补焊缝上进行硬度检测

b);

不能对实际的修补焊缝进行硬度检测时应在铸件上按照进行模拟的试验性补焊并进

c),4.3a),

行焊缝硬度检测

;

铸件补焊焊缝硬度检测的其余要求及硬度检测结果应符合第章的规定

d)6。

626焊缝金属和热影响区的硬度值不应大于对高硬度管道和设备制造焊缝已在现场正

..200HBW。

常使用的情况下才允许硬度最大值为

,225HBW。

627单个焊缝硬度检测结果不超过规定值时应在此焊缝检测的部位附近增测个硬度检

..10HBW,3

测压痕这个检测结果的算术平均值不应大于规定值

,36.2.6。

628不宜采用直读里氏硬度计自带的转换硬度值在里氏硬度检验结束后对非垂直向下冲击方向

..。,

的值应按的要求进行修正和转换

HLDSY/T7024。

63实验室硬度检测和结果评定

.

631按制备维氏硬度试样

..GB/T2654。

632按进行维氏硬度或检测

..GB/T4340.1HV10HV5。

633对接焊缝角焊缝和补焊焊缝检测位置见图图

..、1~4。

4

GB/T27866—2023

标引序号说明

:

焊缝热影响区浸蚀后可见

A———();

虚线为测量线

B———;

l

1———1.5mm±0.5mm;

l

2———1mm;

l

3———2mm;

硬度检测压痕位置编号

1~33———。

位置位置位置位置位置位置位置位置位置位置和位置硬度检测压痕应完全

2,3,9,10,13,19,21,24~27,2932

在热影响区内并且靠近焊缝金属与热影响区之间的熔合线

,。

图1典型双面焊对接焊缝硬度检测位置

标引序号说明

:

焊缝热影响区浸蚀后可见

A———();

虚线为测量线

B———;

l

1———1mm;

l

2———1.5mm±0.5mm;

硬度检测压痕位置编号

1~19———。

位置位置位置位置位置位置位置位置位置和位置硬度检测压痕应完全在热影响

2,3,6,7,10,11,14,15,1719

区内并且靠近焊缝金属与热影响区之间的熔合线

,。

上部的测量线应位于适当位置使得位置和位置硬度检测压痕与最后焊道的热影响区或与最后焊道的熔合线的

26

变化轮廓一致

。

图2典型单面焊对接焊缝硬度检测位置

5

GB/T27866—2023

标引序号说明

:

焊缝热影响区浸蚀后可见

A———();

虚线为测量线

B———;

虚线为测量线平行于测量线并穿过焊接金属和焊后热影响区之间的熔合边界

C———,B;

l

———1.5mm±0.5mm;

硬度检测压痕位置编号

1~13———。

位置位置位置和位置硬度检测压痕应完全在热影响区内并且靠近焊接金属与热影响区之间的熔

3,6,1012,

合线

。

图3典型角焊缝硬度检测位置

6

GB/T27866—2023

标引序号说明

:

初始焊缝热影响区

A———;

补焊热影响区

B———;

虚线为测量线的平行线

C———